基于深度学习的初中物理课堂活动教学思考与探索

吴之洋

(桂林市平乐县教育局教研室，广西桂林，542499)

课堂活动教学是教师指导下的，以技能性知识、情感性知识、问题性知识为基本内容，通过学生自主、开放、创造性的实践活动，促进学生整体发展的一种教学形式。[1]初中物理课堂活动教学是指教师在物理课堂教学中根据课程标准、学生学习需要及其身心发展规律和特点为学生提供适切的教学情境，以激励学生主动参与、主动实践、主动思考、主动创造为基本特征，以促进学生整体素质的全面发展为目标；而学生在教师指导下，通过参与阅读、观察、实验、讨论、探究、制(操)作等多种实践活动建构新知识的课堂教学过程。[2-3]深度学习是用以描述学生学习效益的术语，是一种基于理解的学习，是指学生以发展高阶思维和解决实际问题为目标，以整合的知识为内容，积极主动、批判性地学习新的知识和思想，并将它们融入原有的认知结构，且能将已有的知识迁移到新的情境中的一种学习。[4]深度学习强调投入的主动性和持久性、知识的理解和迁移与高阶思维的发展。而课堂活动教学强调通过学生具身体验和经历积累来获得学科基础知识，两者有很强的关联性、融合性、互促性。

一、课堂活动教学与深度学习的关联性分析

(一)课堂活动教学与深度学习的相通性

1.主体性

课堂活动教学与深度学习都意在突显教学的主体是学生，只有落实学生主体地位的教学，才是真正有意义的教学。两者都强调教师要创设真实问题情境，激发学生参与学习与活动的强烈动机，以积极的态度全身心参与认知活动，主动探索和建构新知识，即两者都强调学生在认知情感、态度上的高投入性，学习过程的沉浸性。[5]

2.亲历性

课堂活动教学与深度学习都强调学习不是直接将知识传递灌输给学生的过程，而是学生有活动的机会，有亲身经历知识的发现、形成、发展过程的机会，进而实现新知识的自我建构。当然，学生的亲身经历不可能也不必像发现新知识那样，而是要典型、简约地经历结构性的关键过程和关键内容，即强调学生在真实情境中全身心地“经历”知识的探索过程。[6]

3.互动性

课堂活动教学和深度学习都属于触及学生心灵深处的对话式学习。因此，教师需要营造民主、活跃的课堂氛围，让学生在学习活动中有足够的机会，实现与教师、与同学的平等互动，充分表达自己的见解，以保证学生持续全身心地投入深度学习中，即两者都强调学生与教师、同伴深度互动以实现学习活动持续深入进行。

4.教育性

课堂活动教学和深度学习都强调学生在学习活动中不仅能实现对新知自我意义的建构和理解，还能对意志、道德、思维、情感态度与价值观等方面进行“洗礼”，实现人格的独立与完善、能力和素养的全面提升。两者都强调培育学生的学科核心素养，落实立德树人的教育目标。

由此可见，课堂活动教学和深度学习都强调学生始终是处于教学的主体地位，让学生全身心投入互动性强的学习活动中，简约地亲历新知识的发现、发生、发展等过程，实现知识的意义建构，并在此过程中提高学生的学科核心素养，落实立德树人的教育目标。

(二)课堂活动教学与深度学习的差异性

课堂活动教学与深度学习虽有异曲同工之处，但一般说来也有下面几方面的差异，如表1所示。

表1 课堂活动教学与深度学习的差异性

课堂活动教学和深度学习的差异性不仅反映在学习活动的难度、时空跨度上，还反映在学习活动的内容、思维品质的培养及迁移应用上。这些差异性正好为实现课堂活动教学与深度学习的深度融合与优势互促奠定了基础。

(三)课堂活动教学和深度学习关联的作用与意义

分析上述两者的相通性和差异性可知，虽然深度学习在各项的优势均大于课堂活动教学，但深度学习的“深”要借助活动和任务等学习载体来实现。因此，两者可实现深度融合与优势互促：一方面，可以让课堂活动教学借助深度学习的相关成果，实现课堂活动教学质量的提升；另一方面，可以使深度学习借助课堂活动教学的相关内容，拓展更多的活动和任务作为学习载体，有利于深度学习更灵活地开展。

二、课堂活动教学和深度学习关联的实施策略

当前，课堂活动教学虽然在初中物理课堂上普遍存在，但这往往是为提高学生学习兴趣或在某一环节使用，呈现碎片化、零散化的特点，即为活动而活动。这样的课堂活动教学时常缺乏一条明晰的主线，缺乏深度思考，从而导致学生物理概念、规律的建构缺乏连贯性、整体性，学生仍停留在简单记忆、初步理解及生搬硬套的浅层学习状态。[7]因此，如何开展初中物理课堂活动教学、实现深度学习是亟待解决的问题。笔者经实践与研究，认为可以采用基于学科大概念提炼单元核心概念，并以此为主线开展大单元教学的课堂活动教学策略。在进行大单元教学时，教师要设计基于核心单元概念的系列化真实核心活动，并进一步解构核心活动，设计并实施基于学习进阶的序列化子活动，这能有效促进学生深度学习的发生。其设计与实施路径如图1所示。

图1 基于深度学习的初中物理课堂活动实施策略

(一)跳出知识点，聚焦学科大概念

威金斯与麦克泰在《重理解的课程设计》中最早系统阐述大概念，之后，国内外学者虽从不同视角和侧重点赋予不同内涵，但也形成一个大致共识：大概念(或核心概念)并不指向某一知识的具体概念，而是指向具体知识背后更为本质、更为核心的思想或看法，它是对概念间关系的抽象表述，是对事物的性质、特征以及事物之间的内在关系及规律的高度概括。[8]大概念具有中心性、可持久性、网络状和可迁移等特征。[9]学科大概念(或学科核心概念)则是指能够反映学科特质，居于学科核心地位，具有较广泛的适用性和解释力，具有超越课堂的持久价值和迁移价值的思想、原理和方法。[8]这是经得起学生持续思考和理解的内容，是跨时间、跨文化、跨情境的，能帮助学生应对复杂的问题和挑战。[10]因此，聚焦学科大概念的教学可实现学生的深度学习。

一般说来，确定学科大概念有两种方法。一是借助课程标准中的高频词语，即熟悉课程标准，紧紧抓住课程标准中反复出现的高频词，如初中物理课程标准中的“运动”“能量”“科学探究”等。二是深度理解教材，即从知识的产生与来源、知识的本质与规律、知识的关系与结构以及知识的作用与价值等方面深度理解教材。[11]

(二)提炼单元核心概念，以此为主线设计大单元教学

学科大概念作为处于更高层次的概念，具有较强的抽象性、概括性和普适性解释力，一般都不能直接将其作为教学内容进行教学。因此，笔者在教学设计时采用类似于确定学科大概念的方法寻找并确立它的下级(次级)大概念——单元核心概念，整合若干知识点，形成以单元核心概念为主线的大单元教学。例如，在进行“光和眼睛”教学前，认真分析这部分几何光学知识后可发现其主要知识为各种光现象中光的传播方向路径和位置的规律，即教学内容围绕“光线”这一概念展开，在思想、方法和探究技术上围绕在各种光现象中如何看见光线、如何记录光线、如何描述光线展开。因此，笔者将“光线”确立为初中几何光学单元核心概念，并以此为主线设计大单元教学——“探寻光轨迹”。这既能有效整合光的直线传播、光的反射、平面镜成像、光的折射以及凸透镜成像等光学主要内容，又能进一步帮助学生经历进阶式学习，形成良好的认知结构，以实现知识、技能以及思想方法的迁移应用。

(三)设计系列化真实核心活动，深度理解单元核心概念

在传统教学中，教师多是直接给出物理概念、规律，再通过大量的习题训练让学生对这些概念和规律达到理解和应用的程度。但这种看似熟练运用概念、规律进行解题的程度往往仅停留在表层，一旦遇到新的问题，学生大多束手无策。而学生在真实情境中经历了对物理概念、规律的学习活动过程，其理解往往更深刻、准确。例如，在进行“光和眼睛”教学时，笔者所在课题组经过多次研讨，认为设计与实施具有真实情境背景的“探寻光轨迹”的系列化核心活动能实现学生对单元核心概念的深度理解。

“探寻光轨迹”系列化核心活动的具体内容如下：第一，通过生活中常见的激光束及模拟激光打靶等事实中光的路径的呈现与分析，建构光线模型；第二，利用激光笔背对目标借助平面镜击中黑板上的靶心活动对光线的呈现、描述，探究光的反射定律；第三，利用激光笔射击水中靶心的活动，仿照反射现象，认识光的折射规律；第四，通过激光束组(模拟平行光)的探究活动，认识生活中的透镜及其成像。

在深度学习理论指导下，以单元核心概念为活动主线的合理活动载体(如有挑战性的核心活动等)，学生在逐步深入的系列化课堂活动教学中领悟、理解了单元核心概念，促进了自身思维的进阶，实现深度学习。

(四)解构核心活动，设计与实施基于学习进阶的序列化子活动

由于核心活动承载了较多的概念、规律，有一定的挑战性，学生想参与解决但又无法马上解决，这能有效激发学生参与学习活动的兴趣和欲望。因此，教师可以解构核心活动，进一步设计与实施环环相扣的序列化子活动，使学习活动持续深入地开展，即采用“核心活动+若干递进式子活动”的活动化教学方式，使学生真正亲历知识、思想和方法发现和发展的建构过程，促进其对物理概念和规律的深度理解与深度应用。以“光的反射”为例，教师可以从核心活动“如何借助平面镜在背对目标情况下利用激光笔击中靶心”出发，让学生初步了解光的反射现象及定义，再设计递进式的连环探究子活动，并通过问题链、教具演示等方式，让学生经历“情境问题—探究活动—分析论证—解决问题—拓展延伸”的深度学习过程。下文将呈现“光的反射”的课堂教学过程。

核心活动：两名学生一组(一人手持激光笔，一人手持平面镜)，尝试借助平面镜在背对目标情况下利用激光笔击中靶心的方法。

子活动1：如何看见反射光线？

利用教师提供的器材(滴入几滴牛奶的盛水大烧杯、已沉入烧杯底的小平面镜、固定在铁架台上的激光笔等)直观呈现反射光路，思考可以在哪些角度发现有光的反射光路。

子活动2：如何记录反射光线和入射光线？

第一，思考能否把自己看到的现象中的两条光线的位置关系用两根牙签扎在塑料泡沫上来粗略地表示。第二，保持反射面和入射点不变，多次改变入射光线的方位或倾斜程度，思考能否再用不同颜色水性笔芯扎在原塑料泡沫上来粗略地表示看到的现象中的两条光线。该活动效果如图2所示。

图2 用牙签和不同颜色的笔芯表示光线

子活动3：如何描述反射光线的位置？

第一，思考反射光线与入射光线是否在一个平面以及观察的依据是什么。第二，如果它们在一个平面内，那么思考这个平面与平面镜的位置关系可能是怎样的，是用什么工具粗略地判断这种位置关系。第三，用一根细线悬挂缝衣针充当法线，观察三线是否共面。第四，利用光的反射实验器找出“两角”之间的关系，并将光的反射规律描述得更完善。

教师在三块纸板上分别画出三次共点反射现象的反射光线和入射光线，再将三个纸板模型相交(图3)，由此引入法线概念。

图3 纸板模型引出法线

通过子活动1、子活动2和子活动3，学生经历从看见反射光线到记录反射光线再到描述反射光线的过程。这种递进式环环相扣的序列化的子活动有利于学生的学习进阶，从而有效掌握光的反射规律。同时，有利于发展学生的高阶思维。

子活动4：实验拓展。

在探究光的反射的活动中用于呈现光线的纸板与镜面垂直，如果将纸板倾斜(图4)，让光线仍贴着纸板沿AO方向掠射向镜面。请思考此时是否还会发生光的反射、纸板上能不能看到反射光线，并给予解释。

图4 实验拓展

设计实验拓展这一子活动是为了检测学生对光的反射规律的批判性认识的程度，尤其是对法线的认识程度。

子活动5：提高应用。

第一，利用光的反射规律，完成如图5所示的光路图，并找出它们之间的相同点和不同点。第二，列举生活中光的反射现象，并分析它们各属于哪种反射。

图5 光射到平滑镜面与凹凸不平粗糙面

子活动5的设计是为了让学生充分了解光的反射的两种形式及它们的区别与联系，以便应用于生活实践。

子活动6：挑战活动。

探索课前活动的失败原因：第一，将刚才活动的示意图呈现出来，即已知反射面、光源、目标的情况下，利用光的反射规律画出光路图分析击中目标方法；第二，在保持反射面不变的情况下，如果将光源与目标的位置互换，思考让光线原路返回能不能击中目标，为什么？

子活动7：提升活动。

总结与延展：在刚才的挑战活动中，要提高成功率，其实只要对准镜中的目标照射即可。那么，镜中真的有“目标”吗？它是怎样形成的？与今天所学的光的反射有什么关系？

设计子活动6既能与课前的核心活动相呼应，又能进一步提升学生的迁移应用能力。而设计子活动7主要是为后续学习做铺垫。

三、融合实施的评价与反思

课堂活动教学作为一种教学方式，在初中物理教学的应用中具有得天独厚的优势，会产生较好的教学效果。但教师不能为活动而活动。综合性不强、挑战性不强的零散活动不足以激发学生内在的学习需求，不足以引起学生的持续思考以促成深度理解，更不能促进学生迁移应用与解决真实问题能力的提升。因此，教师可采取将基于单元核心概念的序列化核心活动为主线的大单元教学的方式，对于其中某一重点知识点(概念或规律)进行课时教学时可解构核心活动，进一步设计与实施递进式环环相扣的系列子活动，实现学习与思维的进阶。活动化的大单元教学和课时教学有利于学生实现对知识的深度理解，发展高阶思维，建构学科大概念，从而实现学习的真实发生。

实施基于深度学习的初中物理课堂活动教学能让课堂焕发新的生机，展现强盛的适应力与生命力，培育学生的物理核心素养，为落实立德树人提供一种有效的、可选择的路径。